(57)【要約】【課題】ねじ挿入体の着脱性を改善すること。【解決手段】ねじ付きファスナを受容部材に係合させるための螺旋形状の挿入体は、ねじ山形状を形成する内面及び外面と、互いに反対側にある第１コイル端部分及び第２コイル端分とを有する複数のコイル部分を有する螺旋状コイルを含む。除去可能タングは、第１コイル端部分から半径方向内方に延びる。第２コイル端部分の仕上げ端部における連続的湾曲面が接点を形成し、ここで、該連続的な湾曲面は該第２コイル端部分の外面と接線方向に接触する。タングに近接する第１コイル端部分において内面と外面との間に配置されたノッチは、該ノッチにおける機械的破壊により、該タングの除去を可能にする。第２コイル端部分における第２のノッチ及び連続的な湾曲面がコイルの取り外しを助ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が内面及び外面を定める複数のコイル部分を有し、該複数のコイル部分が互いに反対側にある第１コイル端部分及び第２コイル端部分をさらに含む螺旋形状挿入体と、
前記第２コイル端部分の仕上げ端部と、
前記第２コイル端部分の前記仕上げ端部に作動的に生成された連続的湾曲面と、
前記連続的湾曲面が前記第２コイル端部分の前記外面に対し接線方向に出会うところに作動的に生成された接点と、
を含むことを特徴とするねじ挿入体。
【請求項２】
前記第１コイル端部分から延びる除去可能なタングをさらに含む請求項１に記載のねじ挿入体。
【請求項３】
前記タングに近接する前記第１コイル端部分に配設され、前記内面と前記外面との間に位置させられたノッチをさらに含む請求項２に記載の挿入体。
【請求項４】
前記連続的湾曲面に近接する前記第２コイル端部分に生成された第２のノッチをさらに含み、前記第２のノッチが、前記挿入体を取り付け位置から取り外すのを助けるように作用する接触面を有する請求項３に記載のねじ挿入体。
【請求項５】
前記内面及び前記外面の各々がねじ山形状を定める請求項１に記載のねじ挿入体。
【請求項６】
前記挿入体が、鋼材料からなる請求項１に記載のねじ挿入体。
【請求項７】
前記連続的湾曲面が、前記第２コイル端部分の前記内面に対し接線方向に接触するところに作動的に生成された第２の接点をさらに含む請求項１に記載のねじ挿入体。
【請求項８】
反対側にある第１コイル端部分及び第２コイル端部分を含む複数のコイル部分を定める螺旋形状の挿入体、
を含み、
各々のコイル部分がねじ山形状を定める内面及び外面を有しており、
前記第１コイル端部分から半径方向内方に延びる除去可能タングと、
前記第２コイル端部分の仕上げ端部と、
前記仕上げ端部に作動的に生成された連続的な湾曲面と、
前記連続的湾曲面が前記第２コイル端部分の前記外面に対し接線方向に接触するところに生成された接点と、
前記タングに近接する前記第１コイル端部分に配設され、前記内面と前記外面との間に配置されたノッチと、
を含み、
前記タングが、前記ノッチにおける機械的破壊により前記挿入体から除去可能である
ことを特徴とするねじ挿入体。
【請求項９】
前記連続的な湾曲面が前記第２コイル端部分の前記内面に対し接線方向に接触するところに作動的に生成された第２の接点をさらに含む請求項８に記載のねじ挿入体。
【請求項１０】
前記連続的湾曲面に近接する前記第２コイル端部分に生成された第２のノッチをさらに含み、前記第２のノッチが、前記挿入体を、取り付け位置から取り外すのを助けるように作用する接触面を有する請求項８に記載のねじ挿入体。
【請求項１１】
前記コイル部分の各々が、共通のコイル中央線の周りに配設された所定の外径を含む請求項１０に記載のねじ挿入体。
【請求項１２】
前記第２のノッチが、前記共通のコイル中央線に配置された内壁をさらに含む請求項１１に記載のねじ挿入体。
【請求項１３】
前記第２のノッチが、さらに、
接触面と、
前記内壁を前記接触面と接合する半径方向角部と
を含む請求項１２に記載のねじ挿入体。
【請求項１４】
互いに反対側にある第１コイル端部分及び第２コイル端部分を含む複数のコイル部分とコイルの縦方向軸とを定める螺旋形状の挿入体を含み、
前記コイル部分の各々が、ねじ山形状を定める内面及び外面を有し、
前記第１コイル端部分から半径方向内方に、前記コイルの縦方向軸に対して実質的に横方向に延びるように除去可能タングが形成され、
前記第２コイル端部分が仕上げ端部を有し、
前記第２コイル部分の前記仕上げ端部に連続的湾曲面作動的に生成され、
前記連続的湾曲面が前記第２コイル端部分の前記外面に対し接線方向に接触するところに接点が作動的に生成され、
前記タングに近い方の前記第１コイル端部分において前記内面と前記外面との間にＶ字形状ノッチが形成され、
前記Ｖ字形状ノッチが、前記タングの除去のために、前記第１コイル部分に破壊点を生成するように作用し、
前記連続的湾曲面に近い方の前記第２コイル部分に第２のノッチが形成され、
前記第２のノッチが、前記挿入体を取り付け位置から取り外すのを助けるように作用する接触面を有する、
ことを特徴とするねじ挿入体。
【請求項１５】
、互いに反対側にある第１コイル端部分及び第２コイル端部分を含む複数のコイル部分を定め、該コイル部分の各々が内面及び外面を有する螺旋形状のコイルを含み、前記第２コイル端部分が仕上げ端部を含む、ねじ付き挿入体を形成するための方法であって、
連続的湾曲面を前記第２コイル端部分の前記仕上げ端部に生成し、
前記連続的湾曲面を前記第２コイル端部分の前記外面に対し接線方向に接合して、接点を作動的に生成する、
ことからなる方法。
【請求項１６】
除去可能タングを前記第１コイル端部分から半径方向内方に延ばすことをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ノッチを、前記タングを前記第１コイル端部分と接合する湾曲部に近接して生成することをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記連続的湾曲面を前記第２コイル端部分の前記内面に対し接線方向に接合して第２の接点を作動的に生成することをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記連続的湾曲面に近接する前記第２コイル端部分に第２のノッチを形成し、
前記挿入体を取り付け位置から取り外すのを作動的に助けるように前記第２のノッチの接触面を位置決めする、
ことをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
ねじ山形状を、前記コイル部分の前記外面及び前記外面の各々に生成することをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ねじ挿入部材に関し、より具体的には、比較的軟らかい材料の孔の中に挿入して、後でスクリュー又はボルトを挿入するための雌ねじ山を形成することができる螺旋コイル形状のねじ挿入体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ほぼ螺旋形の形状を有するねじ挿入体は、一般に、ポリマー材料又はアルミニウム或いはマグネシウムなどの軟らかい材料のような比較的軟らかい受容材料の中に、スクリュー又はボルトを後で挿入するための受容ねじを作成するのに用いられる。螺旋状挿入体を受けるために、受容材料に孔が予めタップされる。螺旋状挿入体すなわち「コイル」は、ねじとして作用する複数の外面域及び内面域の両方を含む。コイルの延長部であるタングは、該コイルの前端においてコイル部分から半径方向内側に延びるが、これは、挿入工具による把持のために設けられるものである。挿入工具及びタングの使用により、コイルが孔の中にねじ込まれ、コイルの外面が該孔のタップされたねじ山と係合する。次いで、タングは、該タング及び螺旋状コイルの接合部において予め成形されたノッチにおいて材料破壊により折られる。コイルの内面は、次いで、スクリュー、ボルト、又は他のファスナのねじ山を受けるための係合面を与える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
公知の螺旋状コイルの設計は、コイルを取り外そうとしたり、或いは、ファスナをコイルに回転挿入するときに、コイルの両端に形成された剪断端が軟らかい受容材料にくい込んで、保持強度又は除去に対する抵抗を与えるようになる。コイル保持をさらに改善するためには、剪断端とともに面取り部ももたない「挿入端部」を用いる。コイルの取り外しは、多くの場合、例えば、維持管理中にファスナを取り外すため、及び／又は交換するため、或いは、コイルが損傷した場合、又は不適切に取り付けられた場合に、必要になる。コイルの取り外し中、軟らかい受容材料は損傷を受けやすい。受容材料が鋳造物又は複雑な部品である場合には、損傷した部品を交換する費用は高価になることがある。
【０００４】
コイルの取り外しを助けるコイルの設計としては、例えば、Ｓａｔｏに付与された米国特許第６，１７１，０４０号が知られている。Ｓａｔｏは、コイルの後端部分に形成された、ブレード付きスクリュー・ドライバのような工具が係合するための接触面１０ｂを含む一対のノッチ１０を開示している。Ｓａｔｏは、さらに、コイルの後端において、面取り表面１５、１６、１７、１８を有する中央平坦面２０を開示する。Ｓａｔｏ及び他の公知の設計における欠点は、コイルの後端部における面取り部の幾何学的形状に角部があるために、コイルを取り外す場合にも、受容材料孔の雌ねじに対する損傷が依然として生じ得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの好ましい実施形態によれば、本発明の、着脱性が改善されたタング付きねじ挿入体は、互いに反対側にある第１コイル端部分及び第２コイル端部分を含み、複数のコイル部分を有する螺旋形状の挿入体を含む。連続的湾曲面が第２コイル端部分の丸い遠位端に形成される。湾曲面が第２コイル端部分の外面と接線方向に接触するところに接点が形成される。
【０００６】
別の好ましい実施形態によれば、ねじ挿入体は、互いに反対側にある第１コイル端部分及び第２コイル端部分を含み、複数のコイル部分が形成された螺旋形状の挿入体を含む。コイル部分の各々は内面及び外面を有し、該内面及び該外面の各々はねじ山形状を有する。コイル部分の各々の外面は、実質的に一定の直径をもつコイル本体を形成するように位置合わせされる。除去可能タングが、第１コイル端部分から半径方向内方に延びる。連続的湾曲面が、第２コイル端部分の丸い遠位端に形成される。湾曲面が第２コイル端部分の外面と接線方向に接触するところに接点が形成される。第１のノッチが、タング接続部に近接する第１コイル端部分に配設され、内面と外面との間に配置される。第１のノッチは、タングを除去するための、第１コイル端部分における破壊点を生成するように作用する。第２のノッチが、連続的湾曲面に近接する第２コイル端部分に形成されて、挿入体を、取り付けられた位置から取り外すのを助けるように作用する接触面を有する。
【０００７】
さらに別の好ましい実施形態によれば、互いに反対側にある第１コイル端部分及び第２コイル端部分を含む複数のコイル部分と、コイル外径とを定める螺旋形状のコイルを含むねじ挿入体を生成する方法は、連続的湾曲面を該第２コイル端部分の丸い遠位端に生成することを含む。この方法は、さらに、連続的湾曲面を第２コイル端部分の外面と接線方向に融合させて、接点を作動的に生成することを含む。
【０００８】
本発明の、着脱性が改善されたタング付きねじ挿入体は、幾つかの利点をもたらす。個々のコイル・セグメントの外径を実質的に一定に保持することにより、コイルの取り外しは、受容部材のねじ山に対して実質的に一定の接触直径を呈して、該ねじ山に対して摩擦による損傷を引き起こす非円形コイル・セグメントの可能性を減少させる。連続的な湾曲端面をコイルの第２端部セグメントの遠位端に形成することにより、挿入体の取り外し中に平滑な表面が呈されて、受容部材のねじ山に対する摩擦による損傷の機会を減少させる。
【０００９】
本発明のさらに別の適用可能領域は、以下に与えられる詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示すが、例示目的に過ぎず、本発明の範囲を制限することを意図するものではないことが理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、詳細な説明及び添付の図面からより完全に理解されるであろう。
以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示的なものに過ぎず、本発明、その適用例、又は用途を制限することを決して意図するものではない。
【００１１】
本発明のタング付きねじ挿入体の好ましい実施形態について図１を参照すると、組立体１０は、受容部材１４内に摩擦及び回転により受け取られる螺旋状挿入体１２を含んでいる。受容部材１４は、プレート又はシート、鋳造体又は成形物などとすることができる。挿入体１２の使用により利益を得る受容部材１４のための材料は、一般に、ファスナ１６が該受容部材１４とだけ係合している場合に、該ファスナ１６のはぎ取りを阻止するのに十分なだけの剪断強度をもたない、ポリマー材料又は銅、アルミニウム、マグネシウムなどの「軟らかい」金属を含む材料である。したがって、挿入体１２は、ステンレス又はばね鋼を含む鋼のような、受容部材１４より高い剪断強度及び硬い材料で生成される。ファスナ１６は、スクリュー又はボルトなどのどのような種類のねじ付きファスナであってもよい。例示的な用途においては、ファスナ１６は、別の物品（図示せず）を受容部材１４に係合させるための拘束能力を与えることができ、又は、受容部材１４のための電気接点用ポスト又は電気接続部として作用することができる。
【００１２】
挿入体１２は、一般に、一般的な方向「Ｂ」において、受容部材１４の厚さ「Ａ」内に完全に受け取られる。挿入体１２は、連続的な螺旋形状コイルを含むが、ここでは説明を簡単にするために、複数のコイル部分１８として説明する。コイル部分１８の各々は、受容部材１４に予めタップされた又は形成された複数の受容ねじ山２２と係合するねじ山形状を有する外面２０を含む。コイル部分１８の各々は、さらに、ねじ山形状であり、ファスナ１６の複数のねじ山２６と係合する大きさにされた内面２４を含む。挿入体１２、ファスナ１６、及び受容ねじ山２２は、縦方向軸２８上に同軸に位置合わせされる。縦方向軸２８は、少なくとも、受容部材１４の受容面２９に対して実質的に垂直に位置合わせされることが好ましいが、該受容面２９に対して角度が付けられてもよいし、又は、受容部材１４が湾曲形状で形成されている場合には、該受容部材１４を通る中央軸に対して角度が付けられてもよい。タング３０が、コイル部分１８の第１コイル端部分３２に接続され、ここから半径方向内方に延びる。
【００１３】
図２から図４までを全体的に参照すると、挿入体１２は、時計回り方向「Ｃ」で取り付けられ、反時計回り方向「Ｄ」で取り外される。方向「Ｃ」及び「Ｄ」はまた、逆ねじ又は左ねじ付き挿入体１２が望まれる場合には、逆にしてもよい。コイル部分１８の各々は、外面２０により定められる外径「Ｅ」と、内面２４により定められる内径「Ｆ」を有する。外径「Ｅ」は、受容ねじ山２２に摩擦係合する大きさにされる。内径「Ｆ」は、内面２４がねじ２６を受けて係合することを可能にする大きさにされる。仕上げ端部３４がコイルの第２端部分３６の遠位端に生成される。コイルの第２端部分３６は、コイルの第１端部分３２とは反対側に位置させられる。仕上げ端部３４は、研削、ラップ仕上げ、冷間頭部すえ込み成形、フライス削りなどの別個の工程により生成される。タング３０は、該タング３０が第１の半径方向軸３８に対して同軸になるまで、コイルの第１端部分３２の一部を縦方向軸２８に対して半径方向内方にかつ実質的に垂直に折り曲げることにより生成することが好ましい。第１の半径方向軸３８は、第２の半径方向軸４０に対して実質的に垂直に向けられる。第１の半径方向軸３８及び第２の半径方向軸４０の両方は、縦方向軸２８において交差する。変形部すなわちノッチ４２がさらにコイルの第１端部分３２に生成される。
【００１４】
図１、図３、及び図４に具体的に示すように、挿入体１２は、受容部材１４の厚さ「Ａ」より少ないことが好ましい合計高さ「Ｇ」を有する。ノッチ４２がコイルの第１端部分３２に形成され、破断又は破壊点を与えて、挿入体１２が摩擦により受容部材１４に定置された後、タング３０をさらに方向「Ｂ」に押し進めることにより、該タング３０の除去を可能にする。このことは、挿入体１２の高さ「Ｇ」及び受容部材１４の厚さ「Ａ」を通るファスナ１６の完全な挿入を可能にする。タング３０が除去された場合には、挿入体１２の動作高さ「Ｈ」がもたらされる。各々のコイル部分１８は、受容ねじ山２２のピッチに対応するピッチ「Ｊ」だけ、近接配置されたコイル部分１８の各々から互いに離される。
【００１５】
図１から図４までを一般的に参照すると、挿入体１２内に挿入されたタング３０を工具（図示せず）により把持し、外面２０を受容ねじ山２２と位置合わせし、該挿入体１２を時計回り方向「Ｃ」で、回転により受容部材１４の中に挿入することにより、組立体１０が生成される。挿入体１２が回転され、これにより、該挿入体１２が図１に示す位置になるまで方向「Ｂ」に並進させられる。ファスナ１６のねじ２６は、次いで、コイル部分１８の内面２４に位置合わせされ、該ファスナ１６は方向「Ｂ」に回転により挿入体１２と係合される。挿入体１２内のファスナ１６の係合深さは、選択される材料及び組立体１０の保持要求によって異なってよい。
【００１６】
さらに図１から図４を参照すると、ファスナ１６が存在しない場合、又は該ファスナ１６を取り外した後、挿入体１２を受容部材１４から取り外すことができる。第２の工具（図示せず）が、内面２４の１つ又はそれ以上と摩擦により接触する挿入体１２の中に挿入される。挿入体１２は、次いで、反時計回り方向「Ｄ」で回転される。挿入体１２の取り外し中、仕上げ端部３４は、受容ねじ山２２に対して平滑に滑って、該受容ねじ山２２に対するかじり又は損傷を阻止する。
【００１７】
次いで図５を参照すると、コイルの第２端部分３６の仕上げ端部３４は、本明細書で前述された方法の１つにより生成された、鋭い角部をもたない連続的な湾曲面４４を含む。１つの好ましい実施形態においては、連続的湾曲面４４が、第１の接点４８及び第２の接点５０のそれぞれにおいて、外面２０及び内面２４と接線方向で接触する。したがって、連続的な湾曲面４４が第１の接点４８と第２の接点５０との間のコイルの第２端部分３６と接触する交差部においてのみ、接合線４６が形成される。このように、接点４８は、コイルの第２端部分３６と受容ねじ山２２との間の平滑な界面を与える。
【００１８】
ここで図６を参照すると、本発明の別の好ましい実施形態によれば、螺旋状挿入体５２は、コイル部分１８と同様な、複数の螺旋状コイル部分５４を含む。タング３０と同様なタング５６と、連続的な湾曲面４４と同様な連続的な湾曲面５８もまた備えられる。挿入体５２は、さらに、連続的湾曲面５８に近接した凹部６０を含む。凹部６０は、コイルの中心線６４に実質的に配置された内壁６２を含む。接触面６６は、スクリュードライバ・ブレードのような工具（図示せず）のための表面を構成し、工具は、挿入体５２に係合し、該挿入体５２を反時計回り方向「Ｄ」で回転させて、該挿入体２を取り外す。半径方向角部６８は、内壁６２を接触面６６に連ならせる。凹部６０は、本発明の譲受人により所有され、その開示が本明細書に引用により組み入れられる、２００４年４月２７日にＧｉａｎｎａｋａｋｏｓ他に付与された、米国特許第６，７２６，４２１号に開示される取り外しノッチ１８と同様に機能する。
【００１９】
本発明による、着脱性が改善されたタング付きねじ挿入体は、幾つかの利点を与える。個々のコイル・セグメントの外径を実質的に一定に保持することにより、コイルの取り外しは、受容部材のねじ山に対して実質的に一定の接触直径を呈し、このことはねじ山に摩擦による損傷を引き起す非円形コイル・セグメントの可能性を減少させる。最後のコイル・セグメントの第２端部に、連続的に湾曲する遠位端面を形成することにより、平滑な表面が挿入体の取り外し中に呈されて、受容部材のねじ山に摩擦による損傷を与える機会を減少させる。
【００２０】
本発明の説明は、本質的に例示的なものに過ぎず、したがって、本発明の要旨から離れない変形は、本発明の範囲内に入ることが意図される。このような変形は、本発明の精神及び範囲から離れるものとみなされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】受容部材の中に挿入され、ねじ付きファスナが部分的に挿入された、本発明による着脱性が改善されたタング付きねじ挿入体を示す断面図である。
【図２】本発明のタング付きねじ挿入体の平面図である。
【図３】図２の挿入体の側面図である。
【図４】図１の挿入体の底面図である。
【図５】本発明のタング付きねじ挿入体の遠位端に生成された連続的な湾キャ億表面の平面図である。
【図６】本発明のタング付きねじ挿入体の別の好ましい実施形態の平面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０：組立体
１２：螺旋状の挿入体
１４：受容部材
１６：ファスナ
１８：コイル部分
２０：外面
２２：受容ねじ山
２４：内面
２６：ねじ
２８：縦方向軸
３０：タング
３２：コイルの第１端部分
３６：コイルの第２端部分
３４：仕上げ端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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